设计、研究、分析IShejiYanjliaFenxi
大承载轴向混合磁力轴承磁性能分析
张银山"2李长虹1,2何林1,2史忠震",2
（1.贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550025;2.国家精密微特电机工程技术研究中心，贵州贵阳550003）摘要：针对大承载储能飞轮对混合磁力轴承的设计要求，及考虑到混合磁力轴承的对称性，利用ANSOFT软件中的 2D模块对其进行建模，并分析了磁力轴承在平衡位置工作点的磁密线分布，磁密分布及漏磁。分析结果表明该磁轴承整个磁路为不饱和，设计合理，以及计算得出漏磁系数相对较大，这是由于磁悬浮轴承整体结构较大，磁露较长，气
陈大等原因造成的，该分析为后续的设计提供了可靠的依据。关键词：磁力轴承；磁密；漏磁；有限元分析
中图分类号：TH133
文献标识码：A
文章编号：1002-6886(2014)01004103
The magnetic analysis of large bearing axial mixing magnetic bearing
ZHANG Yinshan,LI Changhong,HE Lin,SHI Zhongzhen
Abstract : For the hybrid magnetic bearing design requirements of large bearing flywheel, and taking into account the symme-try of hybrid magnetic bearings, establishing the hybrid magnetic bearing model by the ANSOFT 2D module, analysing the flux density distribution lines, flux density distribution and magnetic flux leakage of magnetic bearings in the equilibrium posi-tion operating point. The results show that the entire magnetic circuit of the magnetic bearing unsaturated, and reasonable de-sign. As well as the calculated leakage coefficient is relatively large, this is due to the overall structure of the magnetic bear-ing is large, the magnetic circuit is long, and large air gap, and the analysis for the subsequent design provides a reliable ba-sis.
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0引言
旋转机械的支撑是其转速及能耗的主要影响因
素之一，同时现代机械向着高速化及高精度化方向发展，传统机械轴承已无法满足旋转机械的发展现状。随着稀土永磁材料的出现，为磁轴承提供了一种比较理想的永磁材料。由于磁力轴承具有无噪声、无须润滑、无摩擦等优点，在实际应用中得到了很好的推广，例如超高速磁悬浮列车、飞轮储能、卫星状态控制等。
在正常工作状态下转子处于平衡位置，整个飞轮转子的重量由永磁卸载，而电磁部分是不工作的。当在运行过程中受到外界扰动时，转子偏移，气隙发生变化。为使转子回到平衡位置，控制系统就会通过控制线圈电流对其进行调节。当转子回到平衡位
置后，整个转子重量又由永磁卸载，电磁恢复到不工作状态。
本文对混合磁力的轴承永磁结构进行了设计，根据整个储能系统的要求进行了建模。根据磁力轴承有限元仿真，得出永磁部分的磁密分布，对有限元仿真结果进行了分析，为其后续的设计提供了可靠的依据。
1结构特征
磁悬浮轴承由磁悬浮轴承本体和控制器组成，
二者作为一个整体，微量浮轴承本体为组装式结稳包含定子，转子，永磁体，线圈，位移传感器等几部分组成。
磁悬浮轴承的结构图如图1所示。
2014年第1期41